
【化】 energy level
能级(Energy Level)是量子力学体系中的离散能量状态描述,汉语对应英文术语为"energy level"。该概念最早由尼尔斯·玻尔在1913年提出,用以解释原子中电子的稳定轨道状态。
在原子物理学领域,能级特指原子核外电子所处的量子化能量状态。根据量子力学原理,电子只能存在于特定允许的能量状态,这些状态间的跃迁会产生电磁辐射吸收或发射现象。剑桥大学物理系实验数据显示,氢原子基态能级为-13.6eV,第一激发态能级为-3.4eV。
能级概念已延伸至多个学科领域:
英国皇家化学会《物理化学术语手册》指出,能级间距计算公式为: $$ Delta E = E_n - E_m = h u $$ 其中$h$为普朗克常数,$ u$为光子频率。美国国家标准与技术研究院(NIST)的原子光谱数据库收录了超过100万条能级跃迁数据,为现代光谱分析提供基准参考。
“能级”是量子力学中的核心概念,指微观粒子(如电子、原子、分子等)所处的离散能量状态。以下是详细解释:
基本定义
能级表示粒子在特定系统中可能具有的不连续能量值。例如,原子中的电子只能存在于某些固定能量轨道,这些轨道对应的能量即为能级。
量子力学背景
经典物理认为能量可连续变化,但量子理论提出能量是量子化的,即只能取特定分立值。这一特性通过薛定谔方程的解得以体现,方程中的能量本征值对应不同能级。
原子中的电子能级
其他类型能级
能级跃迁的应用
能级揭示了微观世界的离散能量特性,是理解原子结构、光谱及量子现象的基础。
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